第一节　网络操作系统概述

网络操作系统（Network Operating System，NOS）负责管理局域网用户之间、局域网用户与公众网之间的连接。它是网络中至关重要的环节，除了完成通常操作系统具有的功能外，还负责网络内其他计算机的管理工作。

一、网络系统的模式

计算机网络系统中有3种基本的网络模式，分别为集中式、客户机/服务器模式和对等式。

1．集中式

集中式网络的基本结构由一台主机和若干台与主机相连接的终端构成，将多台主机连接起来就构成了网络。在集中式网络中，终端没有自己的处理能力，它通过CPU分时来完成数据的处理，因此，主机的性能通常要求较高。集中式网络中的网络操作系统仅用于主机，终端本身不需要安装操作系统。

2．客户机/服务器模式

这种模式是目前应用最为广泛的一种计算机网络应用模式，在这种网络中，服务器负责提供文件、打印等服务，其他的一些计算机向服务器请求服务，叫做客户机或工作站。在这种网络中的客户机本身具有处理能力，因此其网络操作系统由两部分组成：一部分是服务器软件，它是网络操作系统中的主要组成部分，主要提供用户访问网络的接口；另一部分是客户机软件，这部分软件的功能较为简单。通常情况下，将服务器软件安装在网络中性能最好的计算机上。

事实上，在基于服务器的网络中，客户机与服务器的角色各不相同，而且网络中每台服务器所完成的功能也不一样。如图5.1.1所示的这种基于服务器的网络结构中有文件服务器、数据库服务器。

图5.1.1　基于服务器的网络结构

3．对等式

在对等式网络中，网络上的每一台计算机都负责提供自己的资源，供网络上的其他计算机使用。这种网络适用于工作组内几台计算机之间仅需要提供简单的通信和资源共享的情况下。网络中可共享的资源可以是文件、目录、应用程序等软件资源，也可以是打印机、调制解调器等硬件设备，如图5.1.2所示为对等式网络的结构。

图5.1.2　对等式网络的结构

二、网络操作系统的特点

随着计算机网络的发展和广泛应用，网络操作系统也在不断发展，作为网络用户与计算机网络之间的接口，现在的网络操作系统一般具有以下特点：

1．与硬件无关

网络操作系统通常可以运行在不同的网络硬件上，如一般的网络操作系统都应该能够支持多种网卡，如3COM，D-Link，Intel网卡等。

注意：并不是任何一种网络操作系统都可以支持所有的连网硬件，如一些新开发出来的硬件设备，有的网络操作系统并不支持。

2．广域网连接

一个功能齐全的网络操作系统可以通过网桥、路由器等与其他网络连接。

3．多客户端支持

多客户端支持即可以连接多个不同的客户端，如Windows NT操作系统可以支持包括DOS，Windows 3.1，Windows 95，UNIX等多种客户端。它是评价网络操作系统的一个重要参数。

4．目录服务

这是一种以单一逻辑的方式访问可能位于全球范围内所有网络服务和资源的技术，如Novell的Netware提供的NDS等。

5．多用户支持

多用户支持就是指网络操作系统应该可以同时支持多个用户对网络的访问。

6．网络管理

网络管理就是指支持网络实用程序，如系统备份等。

7．系统容错

为防止主机系统因故障而影响网络的正常运行，网络操作系统应该具有一定的系统容错能力。

8．支持多种增值服务(www.daowen.com)

这一点是评价网络操作系统的重要因素，如微软的Windows NT可以提供文件服务、打印服务、数据库服务、WWW服务等多种增值服务。

三、网络操作系统的服务功能

网络操作系统可以提供的服务功能主要有以下几点：

1．文件服务

文件服务是网络操作系统中最基本的网络服务功能。文件服务器以集中方式管理共享文件，网络中的任一工作站都可以根据获得的权限对共享文件进行一定的操作，如读、写等。

2．打印服务

打印服务也是网络操作系统提供的最基本的网络服务功能。打印服务器可以由网络中的任意一台工作站担任，网络用户可以远程共享网络打印机。网络打印服务在接收到用户的打印请求后，按照先来先服务的原则为需要打印的用户提供服务。

3．数据库服务

随着计算机网络的广泛应用，网络数据库服务变得越来越重要了，用户可以使用结构化查询语言向数据库服务器发送查询请求，服务器查询后将查询结果传送到客户端。

4．分布式服务

分布式服务是一种新的网络资源管理机制。它将分布在不同地理位置的资源组织在一个全局性的分布式数据库中，网络中的多个服务器都有该数据库的副本，用户只要在一个工作站上注册，就可以与多个服务器连接，这样，用户就可以通过简单的方法去访问一个大型的互联局域网系统。

5．名字服务

在使用网络提供的各种服务时，用户通常使用一个ASCII字符串来表示一个地址，而网络设备只能识别二进制代码，这就需要网络操作系统提供一种功能来进行二者之间的转换，名字服务的主要功能就是将ASCII字符串转换成二进制IP地址。

6．网络管理服务

网络操作系统提供了丰富的网络管理服务工具，提供网络性能分析、网络状态监控等多种管理服务。

7．Internet服务

为适应Internet的应用，网络操作系统一般都支持TCP/IP协议，提供各种Internet服务。

四、网络操作系统的系统模型

常见的网络操作系统的系统模型主要有整体型、分层型和客户/服务器模型3种。这3种模型的共同特点是：它们都是将操作系统任务划分为两类，即用户模式和内核模式。以内核模式运行的代码可以访问系统硬件和数据，而以用户模式运行的代码不能访问系统硬件和数据。在大多数操作系统中，应用程序通常都运行在用户模式下，因此不访问系统资源。

1．整体型

整体型操作系统模型如图5.1.3所示，许多功能（这里称为过程）都被嵌入此系统中，每个过程可以调用其他的过程，它们之间可以相互传递消息。

图5.1.3　整体型操作系统

整体型操作系统的缺点是：由于每个过程之间可以互相调用，因此，当调用了错误的程序后可能会导致系统的崩溃。另外，由于它的模块化程度不够，所以很难在不影响其他过程的情况下对某个过程进行升级。

2．分层型

分层型操作系统如图5.1.4所示，数据的发送必须通过树型的层次结构，命令只能从高层向低层发送，不能向上传递。这种分层模型的优点是可以防止低级层次破坏整个系统；由于它采用了模块化设计，使得替换系统较容易实现，因此操作系统的升级比较简单；和非分层结构的操作系统相比，分层结构的操作系统具有更好的灵活性，且更加稳定可靠。

图5.1.4　分层型操作系统

3．客户/服务器模型

客户/服务器模型的工作原理是：将操作系统分成若干个进程，每个进程实现单个的一套服务。每个服务器运行在用户模式下，检查是否有客户请求某项服务。客户通过发送一个消息给服务器来请求一项服务，该消息由运行在核心模式下的操作系统内核来传递，当服务器收到消息并处理完毕后，操作系统内核用另一种消息把结果返回给客户，整个过程如图5.1.5所示。

图5.1.5　客户/服务器操作系统